Source virtuelle acousto-optique pour l'imagerie des milieux diffusants
Auteur / Autrice : | Juliette Selb |
Direction : | Albert-Claude Boccara |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Optique |
Date : | Soutenance en 2002 |
Etablissement(s) : | Paris 11 |
Partenaire(s) de recherche : | autre partenaire : Université de Paris-Sud. Faculté des sciences d'Orsay (Essonne) |
Jury : | Président / Présidente : Jacques Bittoun |
Examinateurs / Examinatrices : Albert-Claude Boccara, Jacques Bittoun, Mathias Fink, Hervé Saint-Jalmes, Michael Canva, Patrick Poulet | |
Rapporteurs / Rapporteuses : Mathias Fink, Hervé Saint-Jalmes |
Mots clés
Mots clés contrôlés
Mots clés libres
Résumé
Ce travail a porté sur le développement d'un système d'imagerie acousto-optique des milieux diffusants épais, et plus particulièrement des tissus biologiques. Le but à long terme est de réaliser un appareil médical capable de détecter des contrastes optiques avec une résolution millimétrique à l'intérieur de tissus de plusieurs centimètres d'épaisseur. La méthode consiste à coupler lumière et ultrasons à l'intérieur du milieu étudié. L'échantillon diffusant est éclairé par une lumière infrarouge très cohérente, qui forme à sa sortie un motif de speckle enregistré sur une caméra CCD. Un faisceau ultrasonore focalisé dans le milieu induit localement une modulation du chemin optique des ondes lumineuses qui le traversent. Cela se traduit en sortie par une modulation de l'intensité du speckle. De façon plus intuitive, le faisceau ultrasonore crée à l'intérieur du milieu diffusant une "source virtuelle" de lumière modulée. L'intensité de cette source virtuelle diminue si elle traverse une région optiquement absorbante. En balayant la source virtuelle à l'intérieur de l'échantillon, nous pouvons réaliser une cartographie de ses propriétés optiques. Les travaux théoriques ont consisté à modéliser l'interaction acousto-optique, grâce à une équation de diffusion de la corrélation que l'on peut résoudre de façon analytique ou numérique selon les cas. Les travaux expérimentaux ont porté sur l'optimisation du système en vue de son application médicale. Le développement d'un "opto-échographe ", c'est à dire une sonde combinant un imageur acousto-optique et un échographe, nous a permis de comparer l'importance relative des contrastes optiques et acoustiques dans le signal. Nous avons amélioré notablement le contraste et la résolution spatiale du système par deux techniques successives: une détection du signal au double de la fréquence excitatrice, et un codage en fréquence de la position le long de l'axe ultrasonore.